Що таке комети?
Комети це великі космічні об'єкти складаються із заморожених газів, каменів і пилу, які разом з іншими небесними тілами Сонячної системи обертаються навколо зірки. У своєму первісному стані комети досить великі і можуть бути розміром з цілі міста. Але в процесі їх життєвого циклу, коли вони знаходяться на орбіті Сонця, комети поступово нагріваються в міру наближення до джерела тепла, втрачаючи тим самим свою масу.
Сонце мало того, що нагріває їх, воно ще й притягує частинки, через що і виникають великі хвости, що тягнуться на багато мільйонів кілометрів, осяваючи темряву космосу. Те, що утримує комету в русі і направляє її шлях, це гравітація з усіх планет і зірок, поблизу яких вона проходить. Коли комета наближається до Сонця, вона рухається все швидше і швидше, тому що чим ближче об'єкт до джерела гравітації, тим сильніше вона на нього діє. Хвіст комети не тільки буде швидше рухатися, але ще ставати довшим, так як більша кількість речовин буде випаровуватися.
Чому комети називаються кометами?
Завдяки своїм зовнішнім виглядом і хвоста, комети і отримали свою назву, адже "κομήτης, komḗtēs" з древнього грецького перекладається "хвостатий", "волохатий", "кудлатий".
Цікавий факт: Хвіст комети завжди буде спрямований в одну сторону. Уява може малювати ці тіла з хвостами, спрямованими в протилежну руху сторону. Але насправді він буде завжди буде спрямований від Сонця.
Вчені вважають, що в Сонячній системі циркулюють дуже багато комет. На сьогоднішній день, згідно з офіційним сайтом НАСА, астрономами зареєстровано 3595 комет.
Історія вивчення комет
У давнину люди, які звикли будь-яким явищами надавати міфологічний і божественний характер не пройшли стороною і дивні світні смуги в небі, іноді прослизають в ночі. Деякі називали їх душами померлих.
Але час ішов і вчена думка розвивалася. Першим, хто заявив, що комети це світиться газ, був Аристотель. За ним уже Сенека припустив, що ці загадкові небесні об'єкти мають свої орбіти.
Комети рухаються по орбіті, тому повертаються знову і знову в поле зору астрономів. Висувалися теорії про витягнутих еліптичних орбітах, але ці теорії не знаходили загального визнання і підтвердження аж до 18 століття. Перша ж така гіпотеза була висунута німецьким вченим Георгом Дерффелем в 1681 році. Ісаак Ньютон же лише через 6 років після публікації роботи свого попередника, спробував пояснити її та репрезентувати Україну світу свої геніальні закони гравітації. Ньютон також заявив, що комети являють собою кам'янисті об'єкти, що містять лід, випаровується в міру наближення до Сонця, створюючи тим самим хвіст.
У 1705 році Едмунд Галлей вивчив всі задокументовані появи комет і спробував визначити параметри їх орбіт, використовуючи ньютоновскую фізику. Це привело його до теорії про те, що комети 1531, 1607 і 1682 років були фактично одним і тим же об'єктом, який з'явиться через 75 років після його останнього відвідування. Галлей став першою людиною, яка змогла успішно передбачити повернення комети - вона з'явилася, точно відповідно до його обчисленням, в 1759 році. Тоді ж вона і отримала назву - комета Галлея.
Зв'язок же між метеоритними дощами і кометами була доведена в кінці 19-го століття, коли італійський астроном Джованні Скіапареллі висунув свою гіпотезу щодо метеоритного потоку Персеїд, помітного неозброєним оком кожен серпень. Його систематичне поява викликана тим, що Земля проходить через хмару уламків, які залишила після себе комета Свіфта-Таттла. Ця теорія дозволила вченому світу зробити висновок, що комети мають тверду поверхню, яка покрита шаром льоду.
У 1950-х американський астроном Фред Лоуренс Уіппл припустив, що комети насправді складаються з більшої кількості льоду, ніж каменю, і містять заморожену воду, вуглекислий газ і аміак. Теорія Уиппла була підтверджена спостереженнями космічних апаратів, запущених у другій половині століття.
Цікавий факт: Протягом багатьох років комети інтерпретувалися як ознаки насувається загибелі або провісники удачі. Римський імператор Нерон думав, що комета віщує його вбивство, і тому він убив всіх своїх живих наступників. Папа Каллікст III фактично намагався відлучити від церкви комету Галлея, вважаючи, що це агент диявола. Вільям Завойовник вважав комету хорошою ознакою перед його вторгненням до Англії в 1066 році.
Будова і склад комет
Тепер ми знаємо, що ядра комет в основному складаються з льоду, який випаровується, коли комета близька до Сонця. Це створює яскраву атмосферу з пара, що складається з заряджених частинок, які називаються іонами і пиловими частинками, які можуть складатися з силікатів, вуглеводнів і льоду. Ця атмосфера отримала назву кома. Ядра спостережуваних комет мають довжину від десятків метрів до близько 60 км. Кома створює оболонку навколо ядра, яка може мати ширину в мільйони кілометрів, і оточена ще більшою оболонкою, що складається з водню.
Напрямок хвоста комет
Пил і пар створюють два окремих хвоста, але спрямовані вони зазвичай приблизно в одну сторону. Обидва хвоста завжди спрямовані в бік від Сонця, але заряджені частинки сильніше реагують на магнітне поле і сонячний вітер, що робить його спрямованим точно в зворотній бік від зірки. Частинки пилу менше схильні до подібного впливу, тому напрямок пилового хвоста викривляється в залежності від орбіти комети.
Цікавий факт: У 2009 році космічний зонд НАСА взяв зразок з комети Вільда-2 і вчені виявили, що він містить амінокислоту гліцин - найважливіший елемент для зародження життя. Недавнє дослідження показало, що на Землю могла впасти комета, принісши до 9 трильйонів органічних матеріалів, забезпечивши тим самим необхідну енергію і матеріали для синтезу більш серйозних молекул, згодом створили життя.
Чим відрізняються комети один від одного?
Комети відрізняються один від одного в першу чергу масою і розмірами. Вони можуть сильно варіюватися в своїх розмірах, але комети все одно залишаються малими небесними тілами, з огляду на розміри інших космічних об'єктів. Але якщо у вас був аматорський телескоп і ви спостерігали за кометами в нічному небі, то могли помітити, що вони також відрізняються яскравістю світіння і формою. Ці параметри в першу чергу залежать від хімічного складу комети.
Походження комет
Походження комет можна визначити по їх орбітальним параметрам. Вважається, що комети, які обертаються навколо Сонця менш ніж на 200 років, відбуваються з пояса Койпера. Пояс Койпера знаходиться за межами орбіти Нептуна і був висунутий гіпотезою голландсько-американського астронома Джерарда Койпера в 1951 році. В даний час вважається, що пояс містить близько 1000 млрд комет.
Вважається, що комети з періодами більше 200 років відбуваються з Хмари Оорта. Хмара Оорта - це сферичне хмара, яке обертається навколо Сонця на відстані більше 1,5 світлових років від краю пояса Койпера. Це третина відстані до найближчої найближчої зірки Проксима Центавра.
Естонський астроном Ернст Епік вперше припустив, що комети з тривалими періодами обертання можуть зароджуватися з Хмари Оорта в 1932 році, і ця ідея продовжила свій розвиток в працях Яна Оорта в 1950 році. Вважається, що Хмара Оорта містить сотні мільярдів комет, а деякі з них можуть мати таку кількість льоду, яке перевищує масу всієї води на Землі в кілька разів.
Чим комети відрізняються від астероїдів і метеоритів?
Метеори пов'язані з яскравими спалахами в небі, які часто називаються "падаючими зірками".Метеороіди - це об'єкти в космосі, розміри яких варіюються від зерен пилу до дрібних астероїдів. По суті це просто камені, що літають по космосу. Коли метеороіди потрапляють в атмосферу Землі (або іншої планети, наприклад, Марса) на високій швидкості і згоряють, вогняні кулі або "падаючі зірки" називаються метеоритами. Коли метеороид переживає подорож через атмосферу і падає на землю, його називають метеоритом. Все це залежить від розміру космічного тіла.
Астероїд, іноді називаються малими планетами, є кам'яними великими осколками без атмосфери, які залишилися після перших ступенів формування нашої Сонячної системи близько 4,6 мільярдів років тому. Велика частина знаходиться між Марсом і Юпітером. Розміри астероїдів сильно варіюються - вони можуть досягати в діаметрі 530 кілометрів або ж бути зовсім маленькими і досягати всього 10 метрів.Головною відмінністю астероїда і комети є їх хімічний склад.
Цікавий факт: Загальна маса всіх астероїдів в Сонячній системі менше маси Місяця.
Як комети отримують свою назву?
Історія спостереження комет налічує більше 2000 років, протягом яких використовувалася кілька схем привласнення імен кожної з комет. На сьогоднішній день деякі з комет можуть мати більше одного імені.
Найперша система характеризувалася тим, що комети отримували ім'я на честь року їх виявлення (наприклад, Велика комета 1680 року). Пізніше з'явилася угода астрономів про те, що в назвах комет будуть використовуватися імена людей, пов'язаних з відкриттям (наприклад, комета Хейла-Боппа) або першого докладного дослідження (наприклад, комета Галлея).
З 20-го століття технології постійно розвивалися і кількість відкриттів росло з кожним роком, тому виникла необхідність створення більш універсальної системи з використанням спеціальних чисел.
Спочатку комет присвоювалися коди в тому порядку, в якому комети проходили перигелій (наприклад, комета 1970 II). Але і ця система не змогла проіснувати довго, тому що і вона не могла впоратися з числом щорічних відкриттів. Так з 1994 року з'явилася нова система - присвоюється код на основі типу орбіти і дати виявлення (наприклад, C / 2012 S1):
- P / позначає періодичну комету, певну для цих цілей як будь-яка комета з орбітальним періодом менше 200 років або підтвердженими спостереженнями при більш ніж одному проході перигелію;
- C / позначає неперіодичних комету, тобто будь-яку комету, яка не є періодичною відповідно до попереднього пункту;
- X / вказує на комету, для якої неможливо розрахувати орбіту (зазвичай комети їх історичних спостережень);
- D / вказує на періодичну комету, яка зникла, розбилася або була втрачена. Приклади включають Комету Лекселлом (D / 1770 L1) і Комету Шумейкер-Леві 9 (D / 1993 F2);
- A / вказує на об'єкт, який був помилково ідентифікований як комета, але насправді є малою планетою. Але протягом багатьох років ця назва не використовувалося, але в 2017 році її застосували для Оумуамуа (A / 2017 U1), а потім до всіх астероїдів на орбітах схожих на комети;
- I / позначає міжзоряний об'єкт. Це позначення з'явилися зовсім недавно, в 2017 році, щоб дати Оумуамуа (1I / 2017 U1) найбільш правильний і точний статус. Станом на 2019 рік єдиним іншим об'єктом з цією класифікацією є комета Борисова (2I / 2019 Q4).
Чи представляють комети загрозу Землі?
З моменту свого утворення понад 4,5 мільярдів років тому Земля багато разів піддавалася зіткненням з астероїдами і кометами, коли останніх їх орбіта заносила у внутрішні рубежі Сонячної системи і проходить в безпосередній близькості від Землі. Такі об'єкти в своїй сукупності отримали назву "навколоземні об'єкти".
Залежно від розміру впливає об'єкта, таке зіткнення може завдати величезної шкоди в локальному і глобальному масштабах. І це незаперечний факт, що в якийсь момент Земля знову зіткнеться з іншим небесним тілом.Існують переконливі наукові докази того, що космічні зіткнення зіграли головну роль в масовому вимирання, зафіксоване в скам'янілостях по всьому світу.
Навколоземні об'єкти мають орбіти, які збігаються за напрямком з Землею, тому зіткнення з ними не настільки руйнівно, так як швидкість удару сильно зменшується. Але ось комети подорожують навколо Сонця трохи іншими шляхами, які вкрай складно передбачити, тому може статися і зіткнення в лоб, що може привести до катастрофічних результатів, кажуть дослідники.
На жаль, атмосфера Землі не є ідеальним захистом від космічних катастроф, тому що розміри комет можуть досягати декількох кілометрів. Це справжні гори з каменю і льоду. Коли комета виходить в атмосферу Землі, то менші її частки випаровуються і не досягають поверхні, але ось великі все ж долітають. Вони створюють вибух при ударі, який утворює кратер. Деякі вчені вважають, що найбільші кратери на Землі був утворені в результаті зіткнення саме кометами.
Найвідоміші комети Сонячної системи
Комета Галлея
Комета Галлея - найзнаменитіша з усіх комет. Адже британський вчений Едмунд Галлей став першим, хто зміг довести періодичність комет після своїх спостережень і аналізу даних астрономів минулого. Він зміг з точністю передбачити повернення комети, яка вперше була помічена в 1066 році. Комета Галлея шириною 8 км і довжиною 16 км обертається навколо Сонця кожні 75-76 років по витягнутій орбіті. Останній раз вона проходив близько до Землі в лютому 1986 року.
Комета Шумейкеров-Леві 9
Комета Шумейкеров-Леві 9 стала знаменита тим, що в 1992 році під впливом гравітації Юпітера вона розірвалася на 21 частина, а потім в 1994 році всі частини обрушилася на поверхню газового гіганта. Це видовище спостерігали всі астрономи-любителі і професіонали. Стверджується, що удар одного фрагмента - близько 3 км у діаметрі - призвів до вибуху, еквівалентного 6 мільйонам мегатонн тротилу.
Комета Чурюмова-Герасименко
Запущений у 2004 році космічний зонд Розетта, що належить Європейському космічному агентству, який повинен був приземлитися на комету Чурюмова-Герасименко в 2014 році. Вважається, що комета має ширину близько п'яти кілометрів і в даний час обертається навколо Сонця приблизно кожні 6,6 років. Її орбіта раніше була набагато більше, але взаємодія з гравітації Юпітера з 1840 року змінило її на набагато меншу. Потім орбітальний апарат провів майже два поруч з кометою, коли вона попрямувала назад до Сонця. Зонд вивчив склад комети, щоб допомогти нам краще зрозуміти історію формування нашої Сонячної системи.
Комета Хейла-Боппа
У січні 1997 року комета Хейла-Боппа наблизилася до Землі на найближчу відстань за 4000 років. Останній раз цей об'єкт пролітав поруч з нашою планетою ще в бронзовий вік, тобто 2000 років до нашої ери. Комета Хейла-Боппа значно більше і яру комети Галлея. Ядро досягає 40 км в діаметрі і видно неозброєним оком. Хейл-Бопп настільки яскравий, що його можна було побачити із Землі в 1995 році, коли вона ще перебувала за межами орбіти Юпітера.
Комета Бореллі
Це друга за рахунком комета після Галлея, яка була сфотографована крупним планом за допомогою космічного корабля Deep Space 1, відправленим НАСА в 2001 році. Ця дослідницька місія дала багато даних для вчених, завдяки цьому астрономи змогли багато чого зрозуміти про ядрах комет. Знімки показали, що кам'янисте ядро має форму гігантської кеглі завдовжки 8 кілометрів, і вся комета дивно вигнута.
На відміну від комети Галлея, яка сформувалася в Хмарі Оорта на зовнішніх кордонах Сонячної системи, Борреллі, як вважають, походить з поясу Койпера.
Комета Хякутаке
Ця комета справила незабутнє враження на вчених, коли в 1996 році вона пройшла поруч з нашою планетою, наблизилася до Землі на відстань всього 15 мільйонів кілометрів, що виявилося найближчим відстанню на яке наближалися будь-які інші комети. Комета спантеличила астрономів, оскільки вона випромінювала радіаційні промені в 100 разів інтенсивніше, ніж передбачалося.
Космічний апарат "Улісс" пройшов через хвіст цієї комети в травні 1996 року, показавши, що його довжина становить не менше 570 мільйонів кілометрів - в два рази більше, ніж у будь-якій іншій відомій комети.